0w，超声频 率为53抱，进而选择超声改性的超声时间为3〇111；[11、40111；[11、50111；[11、60111；[11、75111；[11、90111；[11;150￥ 超声条件下，对活性炭的表面特性和孔隙结构改性，表1。
[0040] 表1超声改性
[0042]同时与其他表面改性方式进行对比：①酸改性:配置100mL质量分数为2%的稀盐 酸，称取IOg活性炭浸泡其中，45°c下浸渍5h后放入烘箱中烘干备用；②碱改性:配置100mL 质量分数为2%的氢氧化钠，称取IOg活性炭浸泡其中，45°C下浸渍5h，烘箱中烘干备用;③ 氧化改性:将活性炭置于100mL质量分数为5%的硝酸溶液中，60°C下浸渍2h进行改性，之后 用纯净水洗净，在I 〇5°C下烘干。
[0043] (3)催化剂的制备:采用浸渍-沉淀相结合的方法制备锰型炭基催化剂;将改性后 的5g活性炭浸渍在100mL 5%的硝酸锰溶液中，180r/min摇床中浸渍24h，之后滴加氢氧化 钠溶液，搅拌Ih，过滤沉淀，并在烘箱中干燥12h，干燥后的样品在500~700°C马弗炉中干燥 3h，冷却后放入干燥器中备用；
[0044] (4)联合臭氧氧化目标有机废水:取100mg/l苯酚废水1L，调节PH为10,臭氧投加量 为6.12mg/l，，在废水中加入2g催化剂进行，进行实验，在Omin、5min、IOmin、15min、20min、 25min、30min时分别在取样口取样，采用可见分光光度计测量苯酚浓度，计算苯酚的去除 率。
[0045] 从表1中看出，载体改性前后比表面积及孔融孔径均发生了变化，超声处理30min 中时，BET比表面积、孔融孔径略有下降，预处理后的活性炭中还残留有部分的灰分和杂质， 通过超声处理进一步的剥除了载体表面的细小基团和杂质，使其表面和孔内更加清洁，使 微孔逐渐显现出来，孔径有所减少;超声60min时，比表面积增加，孔融孔径就30min比均有 增加，随着时间的适当延长，空化作用变强，其冲击作用使部分微孔破裂为中孔，其中中孔 起着输送作用，支配着吸附速度，中孔的增多强化了活性炭的吸附作用，便于活性组分更好 的分散和沉积;但到90min时，比表面积及孔融孔径有所下降，这是由于强烈冲击作用破坏 了孔壁，造成部分活性炭机构塌陷，部分孔发生破裂。因此，综合考虑本研究中采用超声时 间60min为最佳载体改性条件。
[0046]图3、图4和图5中，图中催化臭氧化目标废水的能力可知，对活性炭载体进彳丁超声 改性，超声功率与目标废水的去除在本实验考察的75w-150w范围内呈正比关系，在超声功 率为150w、超声频率为53Hz条件下，改变载体超声时间，结果表明经60min超声改性制备的 催化剂对目标有机物的降解性能最佳。
[0047]图6a和图6b为本发明的未经超声改性和经过超声改性活性炭的扫描电镜图，可以 看出未经超声改性的活性炭孔分布较少，且堆叠严重，经超声60min处理的改性活性炭表面 较为清洁，有一定的层次感，孔相对增多，多为通孔，从而说明超声达到了清理表面并造孔 的目的。
[0048]实施例2:所述的方法步骤中：
[0049] (2)载体的改性:将载体进行超声改性，选择超声改性的超声功率为75,超声频率 为53Hz，超声时间为90min;
[0050] (3)催化剂的制备:采用浸渍-沉淀相结合的方法制备负载型催化剂;改性后的5g 活性炭浸渍在100mL 5%的硝酸锰(AR)溶液中，150~180r/min摇床中浸渍至少24h，之后缓 慢滴加45ml 1~3mol/l的氢氧化钠(AR)溶液，并在摇床中振荡1~2h，之后过滤沉淀，并在 烘箱中105°C干燥12h，干燥后的样品在500°C马弗炉中干燥4h，冷却后放入干燥器中备用；
[0051] (4)联合臭氧氧化去除目标有机废水:将100mg/l的苯酚废水进行催化臭氧化，结 合苯酚的去除能力选择出最优的改良催化剂;所述的催化臭氧化的溶液PH为9,臭氧投加量 为7mg/l。
[0052]其它与实施例1同。
[0053]实施例3:所述的方法步骤中：
[0054] (2)载体的改性:将载体进行超声改性，选择超声改性的超声功率为150w，超声频 率为53Hz，超声时间为30min;
[0055] (3)催化剂的制备:采用浸渍-沉淀相结合的方法制备负载型催化剂;改性后的5g 活性炭浸渍在100mL 5%的硝酸锰(AR)溶液中，150~180r/min摇床中浸渍至少24h，之后缓 慢滴加45ml 1~3mol/l的氢氧化钠(AR)溶液，并在摇床中振荡1~2h，之后过滤沉淀，并在 烘箱中120°C干燥12h，干燥后的样品在700°C马弗炉中干燥3h，冷却后放入干燥器中备用；
[0056] (4)联合臭氧氧化去除目标有机废水:将100mg/l的苯酚废水进行催化臭氧化，结 合苯酚的去除能力选择出最优的改良催化剂;所述的催化臭氧化的溶液PH为11，臭氧投加 量为3mg/l。
[0057]其他与实施例1同。
【主权项】
1. 一种载体改性制备臭氧催化剂处理难降解有机废水的方法，其特征是：该处理难降 解有机废水的方法:利用超声改变活性炭表面特性和孔隙结构，强化活性炭表面活性位点 和内部孔隙对金属催化剂吸附以及负载能力，强化催化臭氧化难降解有机物，具体步骤如 下： (1) 载体的活化处理:将购得的活性炭用去离子水清洗，之后用沸水煮约2小时，再洗至 中性，105°C干燥； (2) 载体的改性:将载体进行超声改性，选择超声改性的超声功率为75~150w，超声频 率为50~55Hz，超声时间为30~90min，对活性炭的表面特性和孔隙结构改性； (3) 催化剂的制备:采用浸渍-沉淀相结合的方法制备负载型催化剂;改性后的5g活性 炭浸渍在l〇〇ml 5%的硝酸锰(AR)溶液中，150~180r/min摇床中浸渍至少24h，之后缓慢滴 加45ml 1~3mol/l的氢氧化钠(AR)溶液，并在摇床中振荡1~2h，之后过滤沉淀，并在烘箱 中105~120°C干燥12h，干燥后的样品在500~700°C马弗炉中干燥3~4h，冷却后放入干燥 器中备用； (4) 联合臭氧氧化去除目标有机废水:将100mg/l的苯酚废水进行催化臭氧化，结合苯 酚的去除能力选择出最优的改良催化剂;所述的催化臭氧化的溶液PH为9~11，臭氧投加量 为3~7mg/l。2. 根据权利要求1所述的一种载体改性制备臭氧催化剂处理难降解有机废水的方法， 其特征是:所述步骤(1)所选择的载体为棒状的活性炭。3. 根据权利要求1所述的一种载体改性制备臭氧催化剂处理难降解有机废水的方法， 其特征是：所述步骤(2)为确定超声对载体改性的最优条件，并对制备后的催化剂进行表 征。4. 根据权利要求1所述的一种载体改性制备臭氧催化剂处理难降解有机废水的方法， 其特征是:所述步骤(3)负载所用的溶液是硝酸锰溶液，负载重金属锰。5. 根据权利要求1所述的一种载体改性制备臭氧催化剂处理难降解有机废水的方法， 其特征是:所述步骤(4)选取的苯酚废水浓度是100mg/l，溶液PH是9~11，臭氧投加量是3~ 7mg/l〇
【专利摘要】一种载体改性制备臭氧催化剂处理难降解有机废水的方法，属于处理难降解有机废水的方法。方法：(1)载体的活化处理：将购得的活性炭用去离子水清洗，之后用沸水煮约2小时，再洗至中性，干燥；(2)载体的改性：将载体进行超声改性；(3)催化剂的制备：采用浸渍-沉淀相结合的方法制备负载型催化剂；改性的活性炭浸渍在硝酸锰溶液中，摇床中浸渍滴加氢氧化钠溶液，在摇床中振荡过滤沉淀，干燥，冷却后放入干燥器中；(4)联合臭氧氧化去除难降解有机废水：将100mg/l的苯酚废水进行催化臭氧化，结合苯酚的去除能力选择出最优的催化剂改性方式。优点：利用超声改变活性炭载体表面特性及孔隙结构，强化催化剂的负载能力，处理难降解有机物效果显著。
【IPC分类】C02F101/30, C02F1/72, B01J23/34, C02F1/78
【公开号】CN105540819
【申请号】CN201610066943
【发明人】张洁, 曾丽, 姚雅雪, 杨戊戌, 苗真勇
【申请人】中国矿业大学
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2016年1月29日